INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA UNIWERSYTET ZIELONOGÓRSKI
Materiałoznawstwo ogólne i instalacyjne
I ROK INŻYNIERII ŚRODOWISKA STUDIA DZIENNE GRUPA 15 B		10.03.2010
„Stal Kwasoodporna i Nierdzewna” AUTOR OPRACOWANIA: Mateusz Jaskulski

Stal Kwasoodporna

Potocznie nazywana kwasówką; stal odporna na działanie kwasów o mniejszej mocy od kwasu siarkowego.

Kwasoodporność uzyskuje się dzięki stabilizacji austenitu w normalnych warunkach, co można uzyskać dzięki wysokim zawartościom chromu (17-20%) i niklu (8-14%), oraz innych dodatków stopowych, takich jak mangan, tytan, molibden i miedź.

Stale kwasoodporne stosowane są po polerowaniu. Jako że w wysokich temperaturach dodatki stopowe mają tendencję do łączenia się z węglem tworząc twarde węgliki, po spawaniu elementów wykonanych ze stali kwasoodpornych wymagana jest ich obróbka cieplna.

(austenit - międzywęzłowy roztwór stały węgla oraz niekiedy innych dodatków stopowych w żelazie γ (gamma))

Polska Norma PN-XX/H-86020 podaje szereg stali kwasoodpornych, między innymi oznaczane symbolami 0H18N9, 1H18N12T, H17N13M2T, OH13N28M3TCu, 0H22N24M4TCu.

Stale kwasoodporne wykorzystuje się do budowy zbiorników kwasów oraz instalacji przemysłowych, do ich produkcji i dystrybucji, oraz innych instalacji zawierających kwasy, np. w przemyśle farbiarskim, przy produkcji nawozów sztucznych itp.

W celu zapobieżenia tworzeniu się węglików dodaje się tytan (T w oznaczeniu gatunku stali). Proces ten nazywa się stabilizacją, a takie stale - stabilizowanymi.

Przykłady stali kwasoodpornych

• AISI 304 - Najpopularniejszy materiał nierdzewny (tzw. [nierdzewka]), o dobrej odporności na korozję w różnych mediach, dobrze spawalny. Stosowane w urządzeniach przemysłu spożywczego i chemicznego oraz na części wymagające głębokiego tłoczenia, odporne na korozję w środowisku atmosferycznym, wody naturalnej, roztworów alkalicznych, niektórych kwasów organicznych i nieorganicznych. Stosowany, gdy nie ma dużego zagrożenia ze strony działania kwasów.

• AISI 321 - Podobny do AISI 304 z dodatkiem tytanu. Wykazuje dużą odporność na korozję międzykrystaliczną. Może być stosowany w zakresie temperatur od 450 - 800°C. Stosowane na wymienniki ciepła, w elementach narażonych na działanie agresywnych środków konserwujących, na urządzenia pracujące w temperaturze 200°C.

• AISI 316, 316L, 316 Ti - Najpopularniejszy materiał kwasoodporny (tzw. [kwasówka]). Materiał o podwyższonej odporności na korozję w środowiskach agresywnych. Możliwość pracy w temperaturze 300/400°C. Zastosowanie: przemysł chemiczny, farmaceutyczny, tekstylny, spożywczy, do wyrobu celulozy, farb. Stale z dodatkiem molibdenu, przez to bardziej odporne na korozję wżerową w środowisku z jonami chlorkowymi.

Stal nierdzewna

Główne powody używania stali nierdzewnej:

• odporność na korozje

• możliwość stosowania w agresywnym środowisku

• odporność na wysokie temperatury (ma to związek z wysoką zawartością Cr)

• lśniący połysk

• ekologiczność

Stali nierdzewnych używa się na zbiorniki na wyroby z ropy naftowej, zbiorniki i cysterny mleczarskie, niecki basenów pływackich, kolumny rektyfikacyjne, instalacje w przemyśle koksowniczym, łopatki turbin parowych, armaturę przemysłową i domową, narzędzia chirurgiczne, sztućce, naczynia i garnki, instalacje w przemyśle spożywczym, takielunek i okucia żeglarskie, wytrzymałe konstrukcje stalowe, dekoracyjne elewacje, części silnikowe w samolotach i rakietach, windy, chłodnie, klimatyzatory, piece żaroodporne, balustrady ozdobne, itp. Normy HACCP wymagają, by używać stali nierdzewnej w kontakcie z żywnością.

Stale nierdzewne i kwasoodporne zostały rozpowszechnione na początku XX wieku, głownie w zapobieganiu przeciw korozji w przemyśle chemicznym. Z upływem lat ponad 100 gatunków uodporniło się różnorodne czynniki. Dziś są powszechnie stosowane w przemyśle spożywczym, w medycynie, w wielu produkcjach budowlanych i w częściach samochodowych.

Zaraz po ich odkryciu, stale nierdzewne były początkowo stosowane w budownictwie do struktury szkieletowej i do elementów ozdobnych. Najwcześniejsze przykłady pochodzą z roku 1920. Są one nadal w bardzo dobrym stanie, n.p. w umocnieniu Katedry Świętego Pawła w Londynie, czy na dachu Chrysler Building w Nowym Jorku.

Chrysler Building, Nowy Jork

W użytku domowym stal nierdzewna jest estetyczna, higieniczna, łatwa w utrzymaniu i czyszczeniu.

Należy wspomnieć, że taka stal jest przyjazna środowisku. Jej stopień recyklizacji jest wyjątkowo wysoki. Stal nierdzewna jest jednym z najtrwalszych materiałów metalowych, dzięki czemu przyczynia się do trwałości produktów. Jej neutralność, jeśli chodzi o odporność na korozje, sprawia, że jest materiałem powszechnie używanym, n.p. jeśli chodzi o kontakt z żywnością i zastosowanie w medycynie.

Stal nierdzewną w Polsce oznacza się według 5 najważniejszych norm:

• Polska Norma PN

• Europejska Norma EN 10088

• Amerykańska Norma AISI

• Rosyjska Norma GOST

• Niemiecka Norma DIN.

AISI (American Iron and Steel Institute - Amerykański Instytut Żelaza i Stali) jest organizacją zajmującą się promocją stali, jako materiału, który nadaje się na wiele różnorodnych zastosowań oraz dąży do zwiększenia konkurencyjności przemysłu stalowego i jego głównych uczestników w Ameryce Północnej. Instytut był autorem systemu oznaczania - numerowania stali dla stali nierdzewnych serii 300 i 400 (np. typ 304 stali nierdzewnej). Instytut ten również publikuje podręczniki, w których wskazuje na zastosowania danych gatunków stali, analizuje ich skład chemiczny i jego wpływ na własności mechaniczne, fizyczne poszczególnych stopów i indywidualnych gatunków stali nierdzewnych. Nie są to jednak specyfikacje, jako takie tylko definicje poszczególnych gatunków, bowiem większość specyfikacji stosowanych dla stali nierdzewnych zaczerpnięto z ASTM (American Society for Testing and Materials - Amerykańskie Stowarzyszenie Badania Materiałów). Więcej informacji na ten temat można znaleźć w „Specifications for Stainless Steel”. Iron & Steel Society (Stowarzyszenie Żelaza i Stali), które od lat publikuje specyfikacje stali nierdzewnych opracowywane przez AISI.

Warstwa pasywna - jest to cienka, nieporowata, obejmująca cały element, stabilna i nieprzepuszczalna warstwa tlenków głównie chromu formująca się na powierzchni stali odpornej na korozję (nierdzewnej), jako kombinacja tlenu z powietrza lub wody z chromem zawartym w stopie. Warstwa pasywna na stalach nierdzewnych charakteryzuje się skłonnością do samoczynnego odbudowywania się w środowisku zawierającym tlen. Warstwa ta chroni stal odporną na korozję przed naturalnie występującymi czynnikami korozyjnymi.

Źródła:

http://pl.wikipedia.org/

www.stalenierdzewne.info

www.euro-inox.org

---